含酚廢水處理技術你知道多少？

苯酚在線分析儀(yi) 器/含酚廢水處理技術你知道多少？含酚的廢水來源是什麽(me) ？其實它主要來源於(yu) 焦化、煤氣、煉油和以苯酚或酚醛為(wei) 原料的化工、製藥等生產(chan) 過程，其來源廣、數量多、危害大，是各國水汙染控製中列為(wei) 重點解決(jue) 的有毒有害廢水之一。

此廢水處理原則：

① 對高濃度含酚廢水，首先應考慮將酚加以回收利用；

② 對含酚濃度較低、無回收價(jia) 值的廢水或經回收處理後仍留有殘餘(yu) 酚的廢水，則必須進行無害化處理，做到達標排放，以實現經濟效益與(yu) 環境效益的統一。

1、化學法處理

1.1 縮聚法

反應原理是在一定的溫度、壓力條件下，苯酚與(yu) 甲醛經催化劑的作用，反應生成酚醛樹脂。產(chan) 物經固液分離後，對含酚量已下降到一定濃度的二次廢水采用固定床、動態逆流活性炭吸附處理，可使廢水含酚量達到排放標準。該法具有占地麵積小、流程簡單、處理效果穩定等特點。目前，一些樹脂廠、塑料廠、石化煉油廠之“堿渣”及一些高濃度亞(ya) 硝基苯酚廢水的處理均已使用本法。有的樹脂廠采用預處理—吸附—氧化三級處理法，對酚醛廢水進行綜合利用，效果顯著。

1.2 氧化法

在廢水中添加化學氧化劑，使酚分解，同時也使水中的還原性物質被氧化。該法多用於(yu) 低濃度含酚廢水(<1 000 mg/L)的處理。常用化學氧化劑有臭氧、高錳酸鉀等。苗秀生等運用衍生化氣相色譜和GC/MS法對黃磷誘發氧化水中苯酚的降解產(chan) 物進行了定性、定量分析。在潮濕的環境中，黃磷可與(yu) 氧進行岐鏈反應，產(chan) 生大量的O，O3，PO，PO2等活性物，它們(men) 能降解和破壞汙染物。在合適的反應條件下，苯酚去除率可達95%以上。

2、物化法處理含酚廢水

2.1 萃取法

常用萃取劑有苯、丁醇等。目前使用較多的有N-503、TBP及TOPO等。其中N-503是一種常用的脫酚萃取劑，它對酚的萃取分配係數大於(yu) 苯及其它萃取劑。單級萃取率可達95%以上。但萃取後的廢水含酚量仍不符合排放標準，且在廢水中含微量萃取劑，可能造成二次汙染。因此，N-503萃取法對高濃度含酚廢水，僅(jin) 作為(wei) 一級回收處理；欲使廢水達到排放標準，須進行二級生化處理。葛宜掌等進一步提出了用協同—絡合萃取法回收含酚廢水中的酚類方法。在此方法理論的基礎上，開發了4種HC新型萃取劑。其中使用HC-3和HC-4萃取劑單級萃取可使廢水中酚的含量降至10mg/L以下，除酚率可達99%以上。

2.2 吸附法

目前較廣泛采用的固體(ti) 吸附劑有活性炭、磺化煤等。樹脂吸附主要采用大孔徑樹脂作吸附劑。近來，有人研究了在丙烯酸基質中的多孔聚合吸附劑對酚的吸附，顯示出更好的除酚效率。國內(nei) 目前也相繼開發出H係列、GDX係列、NKA係列樹脂，其性能已接近或超過國外產(chan) 品。使用較普遍的有H-103、NKA-2、DA-201型樹脂等。H-103型大孔樹脂是采用二次交聯合成法製成的，其比表麵積達1 000m2/g，平均孔徑90。利用其對苯酚分子產(chan) 生較大的範德華力，且有較強的吸附能力，可用來處理含酚廢水。用DA-201大孔樹脂處理從(cong) 酚醛樹脂和環氧樹脂生產(chan) 中排放的含酚量高達8000mg/L~40000 mg/L的廢水，經預處理後，含酚量可降至0.5mg/L以下，符合排放標準。

活性炭纖維(ACF)、PVA陽離子交換纖維等也可用於(yu) 高濃度酚的吸附。其特征是具有大的比表麵積、特有的微孔結構及帶有多種官能團。吸附再生速度快，交換容量大。如PVAF對苯酚吸附量可達95%以上，二次吸附苯酚去除率可達99.99%。

2.3 液膜法

本法自1968年N.N.Li首創液膜技術以來，國內(nei) 外對其分離技術進行了不少研究。對含酚量為(wei) 上千mg/L的酚醛樹脂廢水，經處理後，可達到排放標準，且無二次汙染。目前，該法主要用於(yu) 焦化廢水、雙酚A廢水等的治理上。

2.4 蒸汽脫酚法

揮發酚可與(yu) 水蒸汽形成共沸混合物。利用酚在兩(liang) 相中平衡濃度的差異，在強烈對流中，酚由水相轉為(wei) 氣相，從(cong) 而可使廢水得以淨化。並可以利用堿液回收粗酚。本法主要用於(yu) 高濃度揮發酚的處理上，且回收酚的質量好，不帶進其它汙染物。

3、生化法處理含酚廢水

生化法是利用微生物淨化廢水的方法。廢水中含酚濃度在50mg/L~500mg/L時，適用於(yu) 生化法處理。采用生化法時要注意廢水中不得含有焦油或油類物質，否則會(hui) 使微生物死亡。

3.1 活性汙泥法

活性汙泥法是一種以活性汙泥為(wei) 主體(ti) 的廢水處理方法。該法目前已成為(wei) 焦化、煤氣、煉油、染料等工業(ye) 廢水治理的主要方法。

優(you) 點：設備簡單、處理效果好受氣候條件影響小等。

缺點：預處理要求高、運行開支較大。滿春生等從(cong) 生化反應的動力學理論出發，研究了溫度對提高活性汙泥法處理含酚廢水的效果。結果表明：當水溫由20℃~25℃升至50℃~55℃時，出口水含酚合格率由88%提高至；COD去除率由68%提高至85%。此外，將光合（PSB）固定於(yu) 活性汙泥上經馴化培養(yang) 後，在好氧條件下處理含酚廢水，可明顯提高去酚能力，並可減少菌體(ti) 流失。具有抗衝(chong) 擊力強，對溫度pH值適應範圍廣等特點。

劉長風等用以苯酚為(wei) 碳源和能源的無機鹽馴化液對沈陽某煤氣廠土壤進行馴化培養(yang) ，從(cong) 中分離篩選到1株苯酚降解菌，編號為(wei) MW-1。該菌株可耐受1 600mg/L苯酚，其降解性能研究表明：該菌具有較強的苯酚降解能力，在30℃，pH 5.5~7.5，裝液量為(wei) 60mL，接種量20%，搖床振蕩速度120r/min的條件下，振蕩培養(yang) 6h後可使400mg/L的苯酚降解率達80%以上。雖然葡萄糖對該菌體(ti) 的生長及降解苯酚均有一定的抑製作用，但有葡萄糖(600mg/L)存在的情況下，該菌對苯酚的降解率仍接近60%。

3.2 生物膜法

生物膜是一種生長在固定介質表麵上，由好氧微生物及其吸附、截留的有機物和無機物所組成的粘膜。在處理廢水時，廢水流過生物膜，借助於(yu) 生物膜中微生物的作用，在有氧存在的條件下，氧化廢水中的有機物質，經處理後的汙水可以排放或作汙水灌溉。具體(ti) 的應用方式有生物濾池法、生物轉盤法、接觸曝氣法等。近年來，我國生物膜法的研究開發著重於(yu) 基礎和應用兩(liang) 個(ge) 方麵，主要內(nei) 容有：生物膜法的動力學模式研究；新的填充料的開發研究；接觸曝氣法“無汙泥低氧”運轉控製研究；在工業(ye) 廢水中處理的應用。

3.3 生物接觸氧化法

又稱ASFF法該法兼有生物膜法和活性汙泥的優(you) 點。自1980年以來，在我國得到較為(wei) 廣泛的應用。尤其在染料廢水的處理中已取得良好的效益。本法采用人工曝氣，填料完全浸沒在汙水中的手段，使微生物以固定生物膜的形態附著於(yu) 填料表麵，與(yu) 所需淨化的汙水相接觸，從(cong) 而對水中有機汙染物進行降解與(yu) 轉化。采用多段ASFF法處理含酚廢水。當酚濃度為(wei) 190mg/L~900mg/L，水力負荷為(wei) 0.02m3/m2/d~0.22m3/m2/d，水溫為(wei) 20℃時，酚去除率可達99.99%。

3.4 厭氧法

除了用好氧法處理含酚廢水外，近年來，厭氧法的研究也取得了肯定的成果。研究人員在對焦化廢水的厭氧生物處理的試驗中發現：焦化廢水中的甲酚及二甲酚等對厭氧微生物有抑製作用。因此，厭氧處理一般采用顆粒活性炭(GAC)濾床或流化床、GAC膨脹床等。廢水中大部分抑製性有機物首先被吸附在GAC上，從(cong) 而降低了對厭氧微生物抑製作用。用該法處理廢水的主要問題在於(yu) ：COD，TOC的去除率不高，一般在70%左右、GAC飽和較快，使用周期短，再生也有一定的困難、處理的時間比較長。除上述外，用於(yu) 處理低濃度含酚廢水的方法還有電解法、溫法氧化法、光催化氧化法及酶催化氧化法等。

氧化處理技術

濕式催化氧化法

該法是在傳(chuan) 統的濕式氧化工藝中加入適宜的催化劑以降低反應的溫度和壓力，提高氧化分解能力，縮短反應時間。若配合使用H2O2、O3等氧化劑，則可加大自由基產(chan) 生的速率，進一步提高廢水處理能力。以Cu(NO3)2為(wei) 催化劑，濕式氧化處理煤氣含酚廢水（酚7866mg/L,COD22928mg/L）時，酚、氰、硫的去除率達，COD去除率達65%~90%。濕式催化氧化法雖對有機物的處理效率高，但由於(yu) 在高溫、高壓下反應，對設備要求高（要求耐高溫、耐高壓和耐腐蝕），且催化劑的損耗大。因而研究適合於(yu) 溫和反應條件下經濟的催化劑是濕式催化氧化法推廣應用中要解決(jue) 的重要課題。

光化學氧化法

光化學氧化是近十幾年來發展迅速的氧化技術，它的反應條件溫和、氧化能力強、適用範圍廣，特別適用於(yu) 難生物降解的有毒有機物的處理。目前研究較多的是非均相半導體(ti) 光催化氧化法和均相光氧化法兩(liang) 大類。非均相半導體(ti) 光催化氧化法一般可使有機物完全降解，如用TiO2半導體(ti) 光催化氧化較低濃度的含酚廢水，在pH=4的環境下光解2h，可使酚的去除率達到。

常用的均相光氧化體(ti) 係有：UV/O3、UV/H2O2、UV/Fenton、UV/H2O2/草酸鐵絡合物等。其中在含酚廢水處理中應用較多的是Fenton試劑，光Fenton氧化法可在較短時間內(nei) 將酚完全分解，但對組成複雜的實際廢水，完全礦化則需要較長時間的光照及要消耗較大量的氧化劑。從(cong) 經濟上考慮，光氧化法適於(yu) 低濃度、少量廢水的處理；對有機物濃度較高的廢水，單純采用光氧化法能耗高、氧化劑用量大，在經濟上是不可行的。用太陽光代替人工電光源，可節省能源、降低成本，具有廣泛的應用前景，但是如何提高太陽光的光效率仍是研究的熱點。

超臨(lin) 界水氧化法

它利用超臨(lin) 界水（Tc≥374℃,Pc≥22.1Mpa）作為(wei) 氧化有機物的介質，使氣體(ti) 、有機物完全溶於(yu) 廢水中，氣液相界麵消失，形成均相氧化體(ti) 係，大大提高了反應速率，許多有機物在短時間內(nei) 就可完全分解，被氧化成H2O、CO2、N2及其他無害小分子，國內(nei) 外的研究表明，超臨(lin) 界水氧化法以及其他多種有機物的氧化降解是很有效的。超臨(lin) 界水氧化法因反應迅速、氧化徹底而倍受關(guan) 注，國外發達已建成中試及工業(ye) 化裝置並投入運行，在這方麵的研究仍處於(yu) 起步階段。超臨(lin) 界水氧化法由於(yu) 在特殊的高溫、高壓狀態下反應，麵臨(lin) 的主要問題是反應器材的腐蝕，對反應器材質要求高、功耗大，因而在一定程度上限製了其工業(ye) 化應用。研製長期耐高溫、耐腐蝕的反應器材質是該法大規模工業(ye) 化應用的關(guan) 鍵。

超聲波化學氧化法

超聲波化學氧化法是20世紀80年代後期新發展起來的一種有機汙染物處理技術，其原理是利用超聲波輻照溶液產(chan) 生高溫（＞5000K）的空化氣泡及強氧化性物質，使難降解有機物在此條件下完全氧化降解、無二次汙染。但與(yu) 其他水處理技術相比，超聲輻射降解法仍存在處理量少、費用高的問題，目前仍屬探索階段，其工業(ye) 化應用還有許多尚需解決(jue) 。考慮到含酚廢水的複雜與(yu) 多樣性，單純采用一種方法往往難以達到預期目的，因此要考慮幾種技術的聯用以實現、經濟的目的。

含酚廢水處理技術發展趨勢

焚燒處理技術主要用於(yu) 高濃度有機廢水的處理，其實質是對廢水進行高溫空氣氧化，使有機物轉化為(wei) 無害的H2O、CO2等小分子。當含酚廢水中除酚外，還含有多種其他高濃度有機汙染物、組成複雜，使酚的回收困難或不經濟時，可考慮采用焚燒法進行高溫燃燒氧化，實現無害化。當廢水中有機物的發熱量達到4360KJ/Kg以上時，點火後燃燒可自動進行，隻需消耗少量的燃料來預熱焚燒爐，運行費用較低；對發熱量不夠高的廢水，焚燒則需要消耗大量的燃料，處理成本高；一般認為(wei) 當廢水熱值＞1.05×104 KJ/Kg時，使用焚燒處理技術比其他技術更加經濟、合理。但是由於(yu) 實際廢水組成複雜，焚燒後可能產(chan) 生有毒氣體(ti) ，導致二次汙染。

焚燒處理技術生物處理技術

生物法與(yu) 物理、化學方法相比，具有經濟、的優(you) 點，更重要的是可以實現無害化,無二次汙染,處理量大，是目前應用廣的廢水處理技術，也是含酚廢水無害化處理的主要方法。該法對濃度較低的含酚廢水處理效果好，對含酚濃度較高、毒性較強的廢水，由於(yu) 存在毒性物質對微生物活性的抑製作用，采用傳(chuan) 統的生化法處理效率低。為(wei) 此，國內(nei) 外學者對生物處理技術進行了大量研究。

以活性汙泥法為(wei) 基礎改進傳(chuan) 統生物技術生物法中應用廣的首推活性汙泥法，該法作為(wei) 傳(chuan) 統的比較成熟的廢水生物處理技術，在水汙染治理中發揮了重要作用，已成為(wei) 焦化、煤氣、煉油、木材防腐等工業(ye) 含酚廢水無害化處理的主要方法。但該法同時也存在運行管理要求高、對毒物承受能力低、不適應衝(chong) 擊負荷、曝氣池容積負荷低、汙泥產(chan) 生量大等不足之處，對濃度較高的含酚廢水處理效果不理想。為(wei) 提高常規活性汙泥法的處理效率，改良工藝的應用是近年來生物處理技術發展的一個(ge) 重要方向之一。

例如，添加粉末活性炭的活性汙泥法（PACT工藝），能大大增強酚的去除效率，可使出水酚的濃度降至0.01mg/L。在PACT工藝中，由於(yu) 活性炭對難降解有機物及微生物的吸附，延長了微生物的接觸時間（相當於(yu) 延長汙泥齡），增大了這些物質的生物降解機會(hui) ，因而PACT工藝對含酚廢水的去除效率比普通活性汙泥法要高。

在普通序列間歇式活性汙泥法（SBR工藝）中投加粉末活性炭即PAC-SBR工藝，由於(yu) 活性炭與(yu) 汙泥之間存在良好的相互調節作用，不僅(jin) 可以改善汙泥沉降性能，提高處理效率，而且還可用於(yu) 廢水的脫色處理。除投加活性炭的改良工藝外，還有利用形成生物鐵絮凝體(ti) 的生物鐵法，以及近年來開發的膜分離活性汙泥法（由於(yu) 混合液經膜過濾分離，使難降解汙染物及一些微生物被膜截留，不斷在係統內(nei) 循環，延長了難降解物質與(yu) 微生物的接觸反應時間，從(cong) 而可增強處理效果），這些改進工藝的處理效果均優(you) 於(yu) 傳(chuan) 統的生物處理技術。